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层 4 个层次的鱼类栖息地评估指标体系。戴思遥 [15] 以流速、流速梯度、动能梯度、涡量、适宜度指
数五个指标作为“四大家鱼”产卵的关键水力指标,研究了多级流量变化下五个指标在概化弯道中
的变化规律。目前的研究多集中于研究目标鱼类产卵场、产卵行为与水力因子的关系,然而,鱼类
生命周期中育肥期的研究同样重要,迫切需要量化鱼类育肥场内水力因子与鱼类育肥行为之间的
关系。
水文地貌单元(hydromorphological units,HMU)也称栖息地斑块(habitat mosaic/patch),是描述栖息
地水流空间特征的重要指标,包括深潭(Pool)、浅滩(Riffle)等形态单元,是水生生物生存的基本单
元 [16-20] 。例如,深潭为鱼类提供了休息与庇护所,香鱼多在深潭中休息,在流速较大、水深较浅的浅
滩区域觅食 [21] ;湖鲟(Acipenser fulvescens)在流量较低时更倾向于栖息在深潭区域 [22] 。深潭和浅滩的水
流环境不同,其内的有机物、无机物的积累和沉积量也不同。在深潭中,水流较为平缓,泥沙更容易
沉积在卵砾石表面,这种沉积物的积累可能对着生藻类生长造成负面影响,从而影响鱼类“牧食”
(摄食着生藻类)的强度 [23] 。有研究表明,浅滩中的流速较大,生物产生的废弃物等更容易被带走,营
养物质交换更加频繁,因而浅滩中大型底栖动物的生物量和丰富度大于深潭,浅滩中刮食者和滤食者
的比例也要高于深潭 [24-25] 。不同水文地貌单元使栖息地具有多样性,从而为不同类型的水生生物提供
了适宜的生存环境。这种多样性不仅涵盖了生物的分布和行为,还涉及到生态过程如营养物质交换、
底栖生物生态系统等。因此,研究鱼类育肥场,需要从栖息地水流空间特征角度来研究鱼类行为和水
流空间异质性之间的响应关系。
鱼类育肥场既要能满足鱼类摄食的需求,又要满足鱼类休憩、躲避天敌的需求,建立可量化的育
肥场水流特征且能表征育肥场功能的水力指标体系,对于保护及修复鱼类育肥场、维持鱼类资源量具
有重要意义。本文以浙江省瓯江水系第二大支流楠溪江的香鱼育肥场作为研究河段,结合二维水动力
学模型,分析香鱼育肥场的水流特征和育肥场功能随水流变化的特征,探索适宜香鱼育肥的生态流
量,以期为育肥场修复及育肥期鱼类资源保护提供参考。
2 育肥场水力生境指标体系构建
影响鱼类索饵育肥的直接要素为饵料生物量的丰欠,间接要素为河床、水流、水环境等。鱼类育
肥场的功能不仅要满足鱼类索饵育肥的需求,还应满足其休憩、躲避天敌的需求。从水力学的角度,
要有适宜的水力条件(流速、水深等)供饵料藻生长,刺激鱼类积蓄能量完成生长发育,筛选剔除天
敌。从水文地貌空间异质性的角度,要有缓流、深潭区域供鱼类休息和获得庇护,还要有适宜的急
流、浅滩区域供其摄食育肥。
2.1 育肥场水力生境指标体系 从水流、地貌空间异质性及育肥场整体功能出发,选用水深、流速、
弗劳德数、流速梯度、动能梯度 5 个指标作为育肥场水力指标层;深潭、急流、浅滩、岸边缓流 4 个
指标作为栖息地斑块层;斑块面积比、水域面积比、香浓多样性指数、聚集度 4 个指标作为斑块景观
指标层。并结合各指标对鱼类育肥的生态意义构建 3 层、13 个指标的鱼类育肥场水力生境指标体系,
如表 1 所示。育肥场深潭(Pool)、浅滩(Riffle)、急流(Rapids)、岸边缓流(Slackwater)4 种栖息地斑块
类型对应的育肥场功能为深潭—休息庇护区、浅滩—索饵育肥区、急流—物质输送区、岸边缓流—食
物来源地,并通过景观生态指数量化育肥场水流及功能特征。
2.2 水力指标对鱼类育肥的生态意义 流速是水力学基本参数,表示水流运动能力的大小。流速与鱼
类生态行为密切相关,影响河流中鱼类的种类、分布,刺激鱼类生长发育,也是控制着生藻类生长分
布的主要因素之一。水深则为鱼类提供了必需的生存空间,影响鱼类的空间分布与数量,也是鱼类迁
徙的重要信号之一,着生藻类的生长分布也受水深的影响。流速梯度指流速沿某一方向的变化率,用
来表征水流掺混程度,能够描述河流生境,其值越高意味着生物多样性越高。弗劳德数是表征流体惯
性力和重力相对大小的无量纲参数,常用来描述河流流态,也是表征底质类型的重要指标。动能梯度
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